水利工程混凝土冬季施工养护技术要点探讨

冬季温度不断降低，混凝土中游离水的体积就会由于冻胀热性，在其内部形成无序孔隙，进而影响到水利工程基础混凝土的强度和施工质量；如果施工区温度在-4℃及以下时，基础工程中混凝土内部水将会全部结冰，进而阻滞混凝土应有的水化热反应，随水结冰体积不断膨胀引起混凝土出现孔隙、裂缝等施工质量问题[1]。
　　1.水利工程混凝土冬季施工技术指标
　　1.1混凝土冬季施工温控要求
　　水利工程混凝土在冬季低温环境中进行施工建设，尤其在严寒和寒冷地区其日平均气温通常在0℃以下。对于日平均气温在-10℃～5℃范围内的混凝土基础工程施工，宜采用蓄热法来对水利工程大体积混凝土进行施工温度控制；如日平均气温在-15℃～-10℃范围内，则宜采用综合蓄热法或暖棚法等对水利工程大体积混凝土进行施工温度控制。
　　1.2冬季施工混凝土质量控制指标
　　为了提高水利工程冬季混凝土施工质量水平，必须采取完善的温控措施，以确保混凝土表面至少在浇筑后15d内均能满足不低于5℃的技术规范。在分层浇筑混凝土过程中，应确保前一层混凝土表面温度在1℃以上，同时不能直接在地面上浇筑混凝土，需要严格按照混凝土施工技术指标要求，采取合理的防护处理措施，而混凝土浇筑营造一个良好的质量环境。
　
　2.水利工程大体积混凝土冬季施工破坏机理
　　水利工程大体积混凝土冬季施工其外观、结构、质量破坏主要由于低温冻胀因素、施工质量因素等多方面引起。
　　2.1冻胀因素引起混凝土破坏
　　低温冻结效应将对水利工程混凝土衬砌体下的土体产生一定外力，进而使土体在冻胀效应下出现结构形变，即由于冰和水间自身存在的密度差，当土体中所含的水全部结成冰后，其体积相应将会膨胀9%左右，这样巨大的冻胀破坏力将会通过衬砌体结构直接作用在混凝土上，进而对混凝土内部结构进行破坏，严重时还会使整个基础混凝土结构丧失其应有的承载力和抗拉裂，撑开混凝土整体结构，出现裂隙、裂缝、断裂等破坏作用。
　　2.2施工质量因素引起混凝土破坏
　　冬季施工全过程中影响基础大体积混凝土施工质量的因素较多，主要体现在以下多个方面：①施工区土基质量较差；②水利工程大体积混凝土伸缩缝预留设计不合理、不规范；③混凝土配合比设计不当；④施工过程中振捣不密实，不到位；⑤混凝土温度控制和养护措施不到等。
　　
3.水利工程混凝土冬季施工质量控制技术措施
　　3.1合理选用混凝土配比和原材料
　　合理选用水利工程混凝土原材料，是确保大体积混凝土冬季施工具有较高质量和性能水平的重要保障。水利工程大体积混凝土必须严格按照《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104-97）、《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）[2][3]中的相关技术规范要求，合理选用混凝土施工原材料，同时在施工全过程中要严格根据设计要求控制混凝土配合比、强度、等级。在进行混凝土骨料优选过程中，要充分结合工程特性，其粗骨料宜优选坚硬的卵砾石或碎石，同时为了方便施工骨料最大粒径应控制在钢筋最小净距的l/4以下，且粒径应控制在40mm范围内；细骨料宜优选级配较为良好的中、粗砂骨料，且混凝土水灰比应有效控制在0.5～0.6范围内；水利工程其施工区环境水对混凝土存在硫酸盐侵蚀破坏时，宜优选抗硫酸硅酸盐等水泥品种，以提高混凝土综合抗侵蚀性能；为了防止混凝土中碱活性骨料在浇筑过程中出现膨胀破坏，应严格控制水泥碱含量在0.6％范围内，熟料碱应控制在0.5％范围内，且熟料中氧化镁含量也应有效控制在3.5%～5％范围内，以确保混凝土具有较高质量水平。
　　3.2采取合适施工工艺防止裂缝产生
　　冬季施工过程中，应采取合适的温控措施将施工混凝土内外温差控制在25℃范围内，同时应尽量结合水利工程特性设计出水化热较低的混凝土配合比和浇筑方案；应优选放热量较低的水泥，以减少水泥用量来达到降低混凝土绝热温升的目的；根据基础工程物理、化学、地质等特性合理掺入辅助外加剂、掺和料等，以改善水利工程浇筑混凝土的和易性和强度。
　　3.3分层浇筑到规范要求厚度
　　为确保水利工程大体积混凝土冬季施工的浇筑质量，混凝土应分层进行浇筑，层与层间混凝土必须在初凝前且满足温控要求下浇筑接合并振捣密实。
　　3.4采取有效混凝土温控养护措施
　　应严格按照设计或相关技术规范要求控制现场浇筑混凝土的出机口温度及入模温度，使其能够满足水利工程大体积混凝土冬季施工对温度技术性能要求；在拌合、运输、摊铺碾压等施工过程中，应结合工程区实际情况，尽量优化各项工艺的施工工序，缩短运输时间和距离、加快摊铺碾压浇筑速度，以避免混凝土在低温环境中其内部热量的过快过多散失，为混凝土内部水化反应营造一个良好环境，加快水利工程大体积混凝土强度的增加；混凝土浇筑完毕后，应结合工程区气象、地质等特性，严格按照冬季大体积混凝土养护技术措施，采取合理有效的保温保湿养护措施，确保混凝土养护具有较高质量水平。
　　
4.结束语
　　随着水利工程混凝土施工技术和施工工艺水平的进一步完善提高，混凝土冬季施工将会出现更加便捷有效的方法措施。因此，要根据水利工程的具体情况和工程特性，采取不同的冬季施工质量控制措施和温控体系，确保水利工程混凝土冬季施工具有较高质量和性能水平而不浪费20%～40%的施工季节，推动水利工程高效优质、节能经济的快速稳健的建设发展。